2023人教版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版知识点题库.docx

2023人教版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版知识点题库1单选题1、如图所示，带电金属球靠近验电器。下列关于验电器的箔片的说法正确的是（）A若不放金属网罩，则箔片张开B若放金属网罩，则箔片张开C无论放不放金属网罩，箔片都不张开D只要带电金属球电荷量足够大，无论放不放金属网罩，箔片都会张开答案：A加金属网罩可避免电器设备受到外界电场的影响，所以验电器的箔片不张开；若没有金属网罩，则验电器小球和连杆及金属箔片产生静电感应现象，箔片端感应出电荷而张开，故A正确，BCD错误。故选A。2、真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电荷量Q1Q2，点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时，正好处于平衡状态，则（）Aq一定是正电荷Bq一定是负电荷Cq离Q2比离Q1远Dq离Q2比离Q1近答案：D由题意，点电荷q受力平衡,说明此处合场强为零,即kQ1r12=kQ2r22又因为Q1Q2，所以可知点电荷q离Q2较近，且与点电荷q的电性无关。故选D。3、关于库仑定律，下列说法正确的是（）A库仑定律适用于点电荷，体积很大的带电体都不能看做点电荷B根据库仑定律，当两个带电体间的距离r0时，库仑力将趋向无穷大C库仑定律和万有引力定律的表达式很相似，它们都是与距离平方成反比例的定律D若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力答案：CA库仑定律适用于点电荷，当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷，与带电体的体积没有必然的联系，故A错误；B当两个带电体间的距离r0时，带电体不能看成点电荷，库伦定律不再适用，故B错误；C库仑定律和万有引力定律的表达式分别为F库=kq1q2r2F万=Gm1m2r2可知它们都是与距离平方成反比例的定律，故C正确；Dq1对q2的静电力与q2对q1的静电力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，故D错误。故选C。4、两个可看成点电荷的物体，所带的电荷量分别为2q和-q，两者在空间的电场线分布如图所示，以-q为圆心做圆，a、b两点为圆和两电荷连线的交点，过-q的中心做两电荷连线的垂线，c、d两点为垂线和圆的交点，以无穷远为电势零点，点电荷在空间某点与电荷距离为r处产生的电势为=kqr，以下说法正确的是（）Aa点的场强小于b点的场强Ba点的场强小于d点的场强C电子沿圆弧从a点经c点到b点，电势能一直增大D电子沿圆弧从a点经c点到b点，电势能先减小后增大答案：CA两点荷在a点产生的场强方向相同，在b点产生的方向相反，-q在圆上产生的场强大小相同，2q在a点产生的场强大于在b点产生的场强，根据矢量叠加，a的场强大于b点的场强，A错误；B同时2q在a点产生的场强大于在d点产生的场强，且两电荷在d点产生的夹角大于零，a的场强大于d点的场强，B错误；CD电势是标量，根据公式=kqr-q在圆上产生的电势相等，且为负值，从a经c到b，2q产生的电势越来越小，且为正值。则acb电子沿圆弧从a经c到b，电势能一直增大，C正确，D错误。故选C。5、如图所示，在三角形ABC的A点和C点分别固定两个点电荷，已知B点的电场强度方向垂直于BC边向上，那么（）A两点电荷都带正电B两点电荷都带负电CA点的点电荷带正电，C点的点电荷带负电DA点的点电荷带负电，C点的点电荷带正电答案：DB点的电场强度方向垂直于BC边向上，则A点的点电荷在B处的电场强度方向是沿AB指向A，C点的点电荷在B处的电场强度方向是沿BC指向B，这样二者矢量和才能垂直于BC边向上，如图所示，则分析可知A点的点电荷带负电，C点的点电荷带正电，故D正确，ABC错误。故选D。6、如图是教材中的二个实验装置，这二个实验蕴含的物理思想方法中共同的方法是（）A极限的思想方法B放大的思想方法C控制变量的方法D猜想的思想方法答案：B两个实验都是将微小量进行放大，即应用了放大的思想方法。故选B。7、如图所示的实线为某静电场的电场线，虚线是仅在电场力作用下某带负电粒子的运动轨迹，A、B、C、D是电场线上的点，其中A、D两点在粒子的轨迹上，下列说法正确的是（）A该电场可能是正点电荷产生的B由图可知，同一电场的电场线在空间是可以相交的C将该粒子在C点由静止释放，它可能一直沿电场线运动D该粒子在A点的速度一定大于在D点的速度答案：DA正点电荷周围的电场线是从正点电荷出发，呈辐射状分布的，故A错误；B同一电场的电场线在空间不能相交，否则同一点具有两个电场强度方向，故B错误；C电场中的带电粒子受力的方向沿电场线的切线方向，由于C点所在电场线为曲线，所以将该粒子在C点由静止释放，它一定不能沿电场线运动，故C错误；D由于做曲线运动的物体受力的方向指向曲线的内侧，该粒子带负电，可知场强方向应是从B到C，A点的电势高于D点的电势，故从A到D电场力对粒子做负功，粒子的动能减少，则粒子在A点的速度较大，故D正确。故选D。8、有两个完全相同的小球A、B，质量均为m，带等量异种电荷，其中A带电荷量为q，B带电荷量为q.现用两长度均为L、不可伸长的细线悬挂在天花板的O点上，两球之间夹着一根绝缘轻质弹簧在小球所挂的空间加上一个方向水平向右、大小为E的匀强电场如图所示，系统处于静止状态时，弹簧位于水平方向，两根细线之间的夹角为60，则弹簧的弹力为(静电力常量为k，重力加速度为g)()Akq2L2B33mg+kq2L2Ckq2L2+qED33mg+kq2L2+qE答案：D对A球受力分析，由共点力平衡可得F-qE-kqqL2-Tcos60=0Tsin60-mg=0联立解得F=33mg+kq2L2+qE故选D。9、如图所示，在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝，这样做的目的是（）A铜丝编织的衣服不易拉破B铜丝电阻小，对人体起到保护作用C电工被铜丝衣服所包裹，使衣服内场强为零D电工被铜丝衣服所包裹，使衣服内电势为零答案：C屏蔽服的作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害，等电位说明电势相等而不是等于0，等电势时电势差为0，电场强度为0。故选C。10、有两个半径为r的金属球如图放置，两球表面间距离为3r。今使两球带上等量的异种电荷Q，两球间库仑力的大小为F，那么（）AFkQ2(5r)2BFkQ2(5r)2CFkQ2(5r)2D无法判定答案：B异种电荷相互吸引，则电荷间的距离小于5r，由库仑定律可知FkQ2(5r)2故选B。11、下列关于物理学史的说法中正确的是（）A库仑通过扭秤实验推出了库仑定律，并且测出了静电力常量k=9109Nm2/C2B元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得C牛顿若能得到月球的具体运动数据，就能通过“地月检验”测算出地球的质量D开普勒通过观测天体运动，积累下大量的数据，总结出行星运动三大定律答案：BA库仑通过扭秤实验推出了库仑定律，但当时并未测出静电力常量k的具体数值，故A错误；B元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，故B正确；C牛顿通过“地月检验”证明了月球受到的引力，与地球上物体受到的引力是同一种力，即万有引力，但通过“地月检验”并不能得到地球的质量，故C错误；D开普勒通过研究第谷观测天体运动得到的大量数据，从而总结出行星运动三大定律，故D错误。故选B。12、A、B、C为三个塑料小球，A和B、B和C、C和A之间都是相互吸引的，如果A带正电，则（）AB、C都带负电BB、C两球中必有一个带负电，另一个不带电CB球带负电，C球带正电DB、C两球均不带电答案：BA、B相互吸引、又A带正电，说明B可能带负电，也可能不带电，而B、C相互吸引，因此当B不带电时，则C一定带电；若B带负电，则C可能带正电，也可能不带电，但C和A间是相互吸引，因此C不可能带正电，所以B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电。故选B。13、如图所示，在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电，另一带正电的物体B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从A的正上方经过，若此过程中A始终保持静止，A、B两物体可视为质点，则下列说法正确的是（）A物体A受到地面的支持力先增大后减小B物体A受到地面的支持力保持不变C物体A受到地面的摩擦力先增大后减小D库仑力对物体A先做正功后做负功答案：AABC当物体B由P点运动到最高点的过程中，对物体A受力分析，如图受重力G、地面的支持力N、摩擦力f及静电力F，将静电力正交分解，由共点力平衡可得Fsin-f=0N-Fcos-mg=0解得N=mg+Fcosf=Fsin其中G与F不变，逐渐减小为零，可得支持力N逐渐增大，f逐渐变小；当物体B由最高点运动到Q点的过程中，对物体A受力分析，如图受重力G、地面的支持力N、摩擦力f及静电力F，将静电力正交分解，由共点力平衡可得Fsin-f=0N-Fcos-mg=0解得N=mg+Fcosf=Fsin其中G与F不变，逐渐增大，可得支持力N逐渐减小，f逐渐增大，故A正确，BC错误；D物体A保持静止，库仑力对物体A做功为零，故D错误。故选A。14、如图所示的各电场中，A、B两点电场强度相同的图是（）ABCD答案：CAA、B是同一圆上的两点，场强大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故A错误；BA、B场强大小不等，但方向也不同，则电场强度不同，故B错误；CA、B是匀强电场中的两点，电场强度相同，故C正确；D电场线的疏密表示场强的大小，所以A、B场强不等，故D错误。故选C。分析：电场强度是矢量，只有两点的场强大小和方向都相同时，电场强度才相同，根据这个条件进行判断。15、如图所示，在竖直面内A点固定有一带电的小球，可视为点电荷。在带电小球形成的电场中，有一带电量为q的液滴（可视为质点）在水平面内绕O点做周期为T的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）A液滴与小球带同种电荷B液滴运动过程中相同时间内所受电场力的冲量相同CO、A之间的距离为gT242D若已知液滴的质量，则可以求出圆周运动的半径答案：CA液滴与小球之间的库仑力一定为引力，所以液滴与小球带异种电荷，故A错误；B液滴运动过程中相同时间内所受电场力的冲量大小相同但方向不同，故B错误；C设O、A间距离为h，液滴的运动半径为R，液滴与小球连线与竖直方向的夹角为，则根据力的分解与牛顿第二定律有mgtan=m42T2R根据几何关系可知tan=Rh联立以上两式可得h=gT242故C正确；D若要求出圆周运动的半径，必须已知或者通过所的其他给条件求得，否则在已知液滴的质量的情况下无法求出圆周运动的半径，故D错误。故选C。多选题16、下列说法中正确的是（）A点电荷是一种理想化模型，真正的点电荷是不存在的B点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体C两带电量分别为Q1、Q2的球体间的作用力在任何情况下都可用公式F=kQ1Q2r2计算D一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计答案：ADABD点电荷不是客观存在的，是理想模型；一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计，则点电荷不一定是体积和带电荷量都很小的带电体，选项AD正确，B错误；C库仑定律适用于真空中的点电荷之间的相互作用，选项C错误。故选AD。17、如图所示，一电荷均匀分布的带正电的圆环，半径为R，在垂直于圆环且过圆心O的轴线上有a、b、c三个点，bOcO33R，aO3R，不计重力。则下列判断正确的是（）Aa、c两点的电场场强大小之比为1:3Bb、c两点的电场场强相同C一电子由a点静止释放，电子在O点的动能最大D一电子由c点静止释放，能够运动到a点答案：ACA设圆环带电荷量为Q，将圆环分成n等份，则每个等份带电荷量为q=Qn每个等份可看成点电荷，每个点电荷在a点处产生的场强大小为E1=kqR2+(3R)2=kq4R2该场强方向与aO的夹角为30，根据电场的叠加原理可知，a点处场强大小为Ea=nE1cos30o=3kQ8R2同理可得，c点处场强大小为Ec=3kQ8R2则Ea：Ec1：3A正确；B由对称性可知，b、c两点的电场场强大小相等，方向相反，故场强不同，B错误；C一电子由a点静止释放，从a运动到O时电场力做正功，动能增加，从O向下运动时，电场力做负功，动能减少，所以电子在O点的动能最大，C正确；D一电子从c点静止释放，从c运动到O时电场力做正功，从O运动到b点电场力做负功，结合对称性可知，做功的大小相等，即该电子恰好运动到b点，D错误。故选AC。18、在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图所示，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。则下列说法正确的是（）A锯条和金属片之间为匀强电场B锯条附近的电场强度最大C若锯条接电源负极，金属片接正极，当摇动起电机时，烟雾会向金属片移动D当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，当起电机停止摇动一段时间后，又会是烟雾缭绕答案：BCDA由于锯条和金属片形状不同，面积不等，且锯条上电荷分布不均匀，则锯条和金属片之间的电场不为匀强电场，故A错误；B由于锯条上尖端部分比较多，聚集的电荷最多，则电场强度最大，故B正确；C起电机产生高电压使锯条和金属片之间的电场将空气中的分子电离，电离出来的电子被烟尘颗粒吸附，俘获电子的烟尘颗粒带负电，容易被带正电的金属片吸引，故烟雾会向金属片移动，故C正确；D当把起电机一摇，锯条和金属片之间形成电场，电离空气分子，使烟尘颗粒吸附电子后被带正电的金属片（或锯条）吸引，从而使塑料瓶清澈透明。当起电机停止摇动一段时间后，锯条和金属片上的电荷被中和，电场消失，则瓶中又会烟雾缭绕，故D正确。故选BCD。19、在光滑绝缘水平面上，两个带正电小球A、B用绝缘轻弹簧连接。初始时弹簧处于原长小球A固定，小球B从O点由静止释放，经过E点所受合力为零，向右最远到达F点，则在此运动过程中的说法中正确的是（）AB球到达F点时，F库仑力F弹簧弹力BB球到达E点时，B球的动能最大C小球B运动过程中，弹簧与两小球组成的系统机械能守恒D从E到F的过程中，库仑力对小球B做功的功率逐渐减小答案：BD由于F弹簧弹力=kxF库仑力=kq1q2r2F弹与位移成正比关系，F库与位移的平方成反比关系。A经过E点所受合力为零，有F库仑力=F弹簧弹力过E点以后，F库不断减小，F弹不断增大，B球到达F点时F库仑力1B1C1D1（4）电子绕原子核做半径为a0的匀速圆周运动，其周期T与a0关系正确的表示为()ATa0-32BTa0-12CTa012DTa032（5）根据上表数据以及提供的信息，求出在此模型下电子运动的周期T？_答案：距离平方A两者间距离远远大于其线度DD1.5210-16s（1）1根据库仑力与万有引力公式得之间作用力都与物体间的距离的平方成反比。（2）23质子和电子间的距离远远大于质子和电子的线度，此时质子和电子的体积和大小可以忽略，因此可以看成质点和点电荷。（3）4根据表中数据可得FG=6.6710-111.6710-279.110-31(5.310-11)2N=3.610-47NFe=91091.610-191.610-19(5.310-11)2N=8.210-17N则FGFe=4.410-311故选D。（4）5根据（3）中分析可得电子绕原子核做匀速圆周运动时，万有引力可忽略，此时库仑力提供向心力，有ke2a02=me2T2a0解得T=2emeka032故选D。（4）6根据上式代入数值得T=1.5210-16s29、如图所示，A、B、C、D是水平直线上的4个点，相邻两点间距均为r。在A点和B点放有电荷量均为Q的正点电荷。则它们间的库仑力大小为_。A处点电荷在C点产生的电场强度大小为_，A、B两处点电荷在C点的合场强方向为_（选填“水平向左”“水平向右”“竖直向上”或“竖直向下”）。当D点放了电性为_（选填“正”或“负”）的点电荷后，C点的电场强度可能为0（静电力常量为k）。答案：kQ2r2kQ4r2水平向右正1库仑力大小F=kQ2r22A处点电荷在C点产生的电场强度为E=kQ2r2=kQ4r23根据点电荷周围的电场分布及电场的叠加原理可知，C点的合场强方向为水平向右。4要使C点场强为零，D点只能放正点电荷。30、两个分别带有电荷量-Q和+7Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在两处，它们之间库仑力的大小为F；两小球相互接触后将其固定距离变为原来的一半，则两球所带电荷量分别为_、_，两球间库仑力的大小为_。答案：+3Q+3Q36F7123设两金属小球原来相距为r，根据库仑定律得两球间库仑力的大小F=k7Q2r2两小球相互接触后各自带电荷量变为7Q-Q2=3Q而且两小球固定距离变为r2时，两球间的库仑力大小变为F=k3Q2r22=36kQ2r2=367F26